JP2014114476A - 水素吸蔵合金、電極、ニッケル水素蓄電池及び水素吸蔵合金の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】La、Ni、及び、Y又は重希土類元素を含有する少なくとも二つの相を有する水素吸蔵合金であって、第一の相が、一般式R1aR2bR3cNidR4e(式中、R1はLaを必須とする少なくとも1種以上の元素であり、R2はY及び重希土類元素からなる群より選ばれる少なくとも1種の元素であり、R3はCa及び/又はMgであり、R4はCo、Mn及びAlからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素であり、a、b、c、d及びeは、a+b+c=1、0≦b≦0.3、0≦c≦0.4、3.0<d+e<4.0、かつ、0≦e≦1を満たす数値である。)で表される組成を有し、第二の相が、Y又は重希土類元素の濃度が前記第一の相より高く、前記第一の相中に分散している。
【選択図】図2
Description
以下に示す方法により、ニッケル水素蓄電池を作製した。
(実施例1〜5)
化学組成が下記表1に記載のものとなるように、それぞれ原料インゴットを所定量秤量してLa、Alを入れた後にNi、Yをルツボに入れ、減圧アルゴンガス雰囲気下で高周波溶融炉を用いて1500℃に加熱溶融し、更にMgNi2、Caを投入溶融した。溶融後、メルトスピニング法を適用して急冷し、1000℃/秒で合金を固化させた。次に、得られた合金をアルゴンガス雰囲気下で、それぞれ970℃にて熱処理を5時間行った後、粉砕し、平均粒径(D50)50μmの水素吸蔵合金粉末を得た。
高周波溶融炉における加熱温度を1550℃にしたこと以外は、実施例1〜5と同様にして水素吸蔵合金粉末を得た。
水素吸蔵合金インゴットを樹脂固めした後、サンドペーパーにて研磨し、洗浄した。なお、インゴットの代わりに粉末又はニッケル水素蓄電池電極群を用いてもよい。前記合金のインゴット又は粒子の概中心部を通る断面が露出するように研磨をおこない、前記断面をPt-Pdコートをした後、EPMA装置(島津製作所製 型番8705)を用いて、0.5×0.5mmの範囲でYの濃度分析を行った。結果を下記表1に示す。母相に対する偏析相のY濃度とNi濃度は強度比を比較することで算出した。また、Yの偏析相の割合としては、母相中に分布して析出している偏析相の面積比率を算出した。更に、Yの偏析相の大きさは母相中に分布して析出している偏析相の長辺と短辺との平均を測ることで算出した。
上記のようにして得られた水素吸蔵合金粉末100質量部に、導電剤(ニッケル粉末)5質量部、増粘剤(メチルセルロース)を溶解した水溶液を加え、更に、結着剤(スチレンブタジエンゴム)を1質量部加えてペースト状にしたものを厚さ35μmの穿孔鋼板(開口率50%)の両面に塗布して乾燥させた後、厚さ0.33mmにプレスして、負極板(500mAh)とした。
20℃で、0.1ItAで15時間の充電、休止1時間、0.2ItAでHg/HgO参照電極に対して−0.6Aまで放電を行う充放電サイクルを10サイクル繰り返した。その後、20℃で、1ItAで45分の充電、休止15分、0.5ItAでHg/HgO参照電極に対して−0.6Aまで放電を行う充放電サイクルを40サイクル繰り返した。
充放電試験後の負極を取り出し、中性となるまで100℃で湯洗した。乾燥後、比表面積測定装置(Quantachrome製モノソーブ、BET法)を用いて、比表面積値を求めた。結果を下記表1に示す。
Claims (5)
- La、Ni、及び、Y又は重希土類元素を含有する少なくとも二つの相を有する水素吸蔵合金であって、
第一の相が、一般式R1aR2bR3cNidR4e(式中、R1はLaを必須とする少なくとも1種以上の元素であり、R2はY及び重希土類元素からなる群より選ばれる少なくとも1種の元素であり、R3はCa及び/又はMgであり、R4はCo、Mn及びAlからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素であり、a、b、c、d及びeは、a+b+c=1、0≦b≦0.3、0≦c≦0.4、3.0<d+e<4.0、かつ、0≦e≦1を満たす数値である。)で表される組成を有し、
第二の相が、Y又は重希土類元素の濃度が前記第一の相より高く、前記第一の相中に分散していることを特徴とする水素吸蔵合金。 - 前記第二の相におけるNiの濃度は、前記第一の相におけるNiの濃度の0.02倍以下である請求項1記載の水素吸蔵合金。
- 請求項1又は2記載の水素吸蔵合金を含有することを特徴とする電極。
- 請求項3記載の電極を負極として備えていることを特徴とするニッケル水素蓄電池。
- 請求項1又は2記載の水素吸蔵合金の製造方法であって、
原料金属を高周波誘導溶解法を用いてY又は重希土類元素の融点温度未満で溶融し、合金化する工程と、
得られた溶融合金を冷却する工程と、
冷却された合金を900〜1080℃で熱処理する工程と、を備えていることを特徴とする水素吸蔵合金の製造方法。
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